(57)【要約】【課題】  床スラブの各種支持構造に対応できて、精度の良い解析結果が得られるようにする。【解決手段】  床スラブの基本インピーダンスレベルＬZにインピーダンス補正を行って実態インピーダンスを求め、その実態インピーダンスを用いて床衝撃音レベルＬHを求める床衝撃音レベル解析方法において、インピーダンス補正を行うに当たって、解析対象建物部に束柱が存在しない場合と、存在する場合とに分けて、束柱が存在しない場合には、スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量ΔＬZ、及び、固有振動数によるインピーダンス変化量ＺTを加味してインピーダンス補正を行い、束柱が存在する場合には、更に、束柱の存在によるインピーダンス変化量をも加味してインピーダンス補正を行う。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床スラブの基本インピーダンスにインピーダンスの補正を行って実態インピーダンスを求め、その実態インピーダンスを用いて床衝撃音レベルを求める床衝撃音レベル解析方法であって、
前記インピーダンス補正を行うに当たって、解析対象建物部に束柱が存在しない場合と、存在する場合とに分けて、束柱が存在しない場合には、スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量、及び、固有振動数によるインピーダンス変化量を加味してインピーダンス補正を行い、束柱が存在する場合には、更に、束柱の存在によるインピーダンス変化量をも加味してインピーダンス補正を行う床衝撃音レベル解析方法。
【請求項２】
前記スラブ周辺固定状況によるインピーダンスの変化量は、解析対象建物部の床スラブ端部の壁に大きな開口が無い場合と、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在する場合と、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在しない場合とに分けて求める請求項１に記載の床衝撃音レベル解析方法。
【請求項３】
前記束柱の存在によるインピーダンスレベルの変化量（ΔＬfr）は、次の式で求める請求項１又は２に記載の床衝撃音レベル解析方法。
ΔＬfr＝Ｙ１−Ｙ２（χ／λbf）
＋Ｙ３（χ／λbf）2−Ｙ４（χ／λbf）3
χ：束柱からの距離（m）
Ｙ１〜Ｙ４：定数
λbf：対象周波数での曲げ波の波長（m）
【請求項４】
請求項３に記載の各定数は、それぞれ次の値である請求項３に記載の床衝撃音レベル解析方法。
Ｙ１＝７．３４、Ｙ２＝５６．９５、Ｙ３＝１４７．４８、Ｙ４＝１２７．５６
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、集合住宅等における床スラブを通して下方へ伝わる床衝撃音のレベルを解析する方法に関し、更に詳しくは、床スラブの基本インピーダンスにインピーダンス補正を行って実態インピーダンスを求め、その実態インピーダンスを用いて床衝撃音レベルを求める床衝撃音レベル解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の床衝撃音レベル解析方法としては、１９８８年に日本建築学会から「インピーダンス法に基づく床衝撃音レベルの実用的予測手法」として提案されたもの（例えば、非特許文献１参照）があり、これによると、スラブ加振点の基本インピーダンスは、対象を無限大の床板と見なして求めたインピーダンスを基本として、数１の式（１）にて与えられる。この式の右辺第二項、第三項によって位置によるインピーダンス分布を算定し、床衝撃音を予測するものである。
【０００３】
【数１】
2005147853.tif 000003
【０００４】
そして、スラブ端部の固定状況によるインピーダンス変化量に関しては、スラブ周辺固定状況として大梁で固定されている場合と、小梁で固定されている場合との二通りの解析モデルについてインピーダンス変化量が設定されている。
また、この場合の数値設定は、対象床スラブ面積が１０〜３０ｍ2程度までの建物を対象にして得られた実測データを基にして実施されている。
また、上述の衝撃音レベル解析方法に対して、更に床仕上げによるインピーダンス増加量を見込んで解析するもの（例えば、特許文献１参照）もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９６１０２号公報
【非特許文献１】日本建築学会編「建築物の遮音設計資料（１９８８）」（技報堂出版）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の床衝撃音レベル解析方法によれば、解析対象の建物が、解析モデルの建物と似た条件の場合は、精度良く床衝撃音レベルを解析することができるものの、解析モデルの建物と条件が異なるような場合、解析精度が低くなる傾向が見られる。
そもそも、建物構造には、床スラブが大梁・小梁で支持されている一般的なものの他、束柱や壁等で支持される構造や、床スラブ周辺固定部に位置する壁に大きな開口がある構造等、さまざまな支持形態が存在し、更には、対象建物部の面積も、３０ｍ2を超える場合が多い。
このように、従来の床衝撃音レベル解析方法によれば、解析モデルが実情に合い難いことから、解析精度のバラツキが大きくなり易い問題点がある。
これは、図８に示すように、従来の床衝撃音レベル解析方法によって求めた床衝撃音レベルの解析値と、実測によって得られた床衝撃音レベルの実測値との比較結果にも顕著に現れている。即ち、従来法によって求めた床衝撃音レベルを基に建物を建設すると、目標とする床衝撃音レベルよりも小さな実測値となり、静寂感は高いものの、例えば、床スラブ厚が必要以上の値になり、過大設計によりコストアップにつながり易い。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、床スラブの各種支持構造に対応できて、精度の良い解析結果が得られる床衝撃音レベル解析方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴構成は、床スラブの基本インピーダンスにインピーダンス補正を行って実態インピーダンスを求め、その実態インピーダンスを用いて床衝撃音レベルを求める床衝撃音レベル解析方法において、前記インピーダンス補正を行うに当たって、解析対象建物部に束柱が存在しない場合と、存在する場合とに分けて、束柱が存在しない場合には、スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量、及び、固有振動数によるインピーダンス変化量を加味してインピーダンス補正を行い、束柱が存在する場合には、更に、束柱の存在によるインピーダンス変化量をも加味してインピーダンス補正を行うところにある。
【０００９】
本発明の第１の特徴構成によれば、解析対象建物部での束柱の有無を考慮してインピーダンス補正を行うから、従来の方法に比べて、より精度良く床衝撃音レベルを求めることができる。
即ち、床スラブのインピーダンス変化量に影響を与える要因として、スラブ周辺固定状況、及び、スラブの固有振動数による共振に加えて、束柱の有無と言う新しい要因を加味して解析することによって、従来であれば、束柱が存在しているにも拘わらず、その存在を解析に反映させることができなかったが為に解析精度が悪くなると言った問題を、大きく改善でき、より精度良く衝撃音レベルを求めることが可能となった。
従って、実情によく合致した衝撃音レベルの解析を行えるようになって、過大設計となるのを防止して、無駄を減らすことができ、より経済的な建物建設を叶えることが可能となる。
尚、束柱は、その存在によって、インピーダンスへの影響を及ぼすことが発明者によって確認されている。
【００１０】
本発明の第２の特徴構成は、前記スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量は、解析対象建物部の床スラブ端部の壁に大きな開口が無い場合と、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在する場合と、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在しない場合とに分けて求めるところにある。
【００１１】
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、スラブ周辺固定状況として大梁、又は、小梁で支持されている事だけを考慮するのに比べて、肌理の細かな解析が可能となり、より現状に近い衝撃音レベルを求めることができるようになる。
因みに、解析対象建物部の床スラブ端部の壁に大きな開口が無い場合とは、壁が湿式の戸境壁である場合や、湿式の外壁で開口部が、例えば３０％以下程度のものを例として挙げることができる。
また、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在する場合とは、梁を有する乾式戸境壁である場合や、湿式壁で梁などの構造部材があるが、大きな開口部（例えば掃出窓等）があるものを例として挙げることができる。
また、前記床スラブ端部の壁に大きな開口があり且つ構造部材が存在しない場合とは、大きな開口部（例えば掃出窓等）があり、梁などの構造部材がないもので、具体例を挙げれば、ハイサッシを有するフラットスラブ端部のようなものが対象となる。
【００１２】
本発明の第３の特徴構成は、前記束柱の存在によるインピーダンスレベルの変化量（ΔＬfr）は、数２の式（２）で求めるところにある。
【００１３】
【数２】
2005147853.tif 000004
【００１４】
本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、図６、図７に示すように、当該解析方法によって求めた床衝撃音レベルの解析値と、実測によって得られた床衝撃音レベルの実測値との関係に、ほぼ差が無く、精度の良い解析結果が得られるようになる。
従って、建物建設費用のコストダウンを叶えることが可能となる。
【００１５】
本発明の第４の特徴構成は、請求項３に記載の各定数は、それぞれ次の値であるところにある。
Ｙ１＝７．３４、Ｙ２＝５６．９５、Ｙ３＝１４７．４８、Ｙ４＝１２７．５６
【００１６】
本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第３の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、多数の実験資料を基にして得られた各定数の値を使用することで、前記数２の式（２）自体が、より精度のよい回帰式となり、実情に近い解析をすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１、図２は、夫々異なった構造の集合住宅における一住戸部を解析対象建物部（以後、単に建物部と言う）Ｋとして記載してある。
図１の建物部Ｋ１は、ＲＣ壁式構造を採用してあり、床スラブＳの外周部は、４辺とも構造壁（構造部材に相当）で支持されている。図中の壁部Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、大きな開口がない状態に形成されている。また、図中の壁部Ｗ４は、大きな開口１がある。また、平面中央部分には、束柱２が設けてあり、床スラブＳを支持している。
一方、図２の建物部Ｋ２は、ＲＣラーメン構造を採用してあり、床スラブＳの外周部の各壁部Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の内、Ｗ１とＷ３は、構造壁（構造部材に相当）として構成されている。また、Ｗ２は、大きな開口１が設けらているが、床スラブＳは、大梁（構造部材に相当）によって支持されている。また、Ｗ４は、大きな開口１が設けられていると共に、梁等の構造部材は設けられていない。
以上のように、建物の床スラブの支持状態はさまざまであり、それらの支持条件の差があっても精度良く床衝撃音解析を行えることが切望されており、ここに説明する床衝撃音レベル解析方法によれば、その目的が達成されるものである。
【００１８】
建物の床衝撃音レベル解析においては、床スラブＳの基本インピーダンスレベルＬzにインピーダンス補正を行って実態インピーダンスを求め、その実態インピーダンスを用いて床衝撃音レベルＬHを求めることが従来から実施されているが、本発明の床衝撃音レベル解析方法においては、前記インピーダンス補正を行うに当たって、建物部Ｋに束柱２が存在しない場合と、存在する場合とに分けて、束柱２が存在しない場合には、スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量、及び、固有振動数によるインピーダンス変化量を加味してインピーダンス補正を行い、束柱２が存在する場合には、更に、束柱２の存在によるインピーダンス変化量をも加味してインピーダンス補正を行うものである。
【００１９】
そして、前記スラブ周辺固定状況によるインピーダンス変化量は、建物部Ｋの床スラブＳ端部の壁部に大きな開口１が無い場合と、前記床スラブＳ端部の壁に大きな開口１があり且つ構造部材が存在する場合と、前記床スラブＳ端部の壁に大きな開口１があり且つ構造部材が存在しない場合とに分けて求めるのが解析精度の向上を図るうえで好ましい。
【００２０】
また、前記束柱２の存在によるインピーダンスレベル変化量（ΔＬfr）は、前記数２の式（２）によって求めるのが解析精度の向上を図るうえで好ましい。
【００２１】
図３は、本発明の床衝撃音レベル解析方法の一実施形態を用いて床衝撃音レベルを解析するフローを示すものである。
【００２２】
このフローに沿って説明を行う。
［１］  重量衝撃源の衝撃力実効値Ｆrmsの設定を行う。これは、ＪＩＳ−Ａ−１４１８−２による値によって求めることができる。
［２］  床スラブ断面の各種定数算定を行う。これは、断面二次モーメントや、ヤング係数、厚み、密度等の数値である。
［３］  床スラブの基本インピーダンスＬzの算定を行う。これは、前記［２］で求めた数値を基に算出することができ、無限大のスラブを前提としたインピーダンスである。
［４］  床スラブの拘束の影響によるインピーダンス補正を行う。これは、床スラブＳ端部の壁部に大きな開口１が無い場合、前記床スラブＳ端部の壁に大きな開口１があり且つ構造部材が存在する場合、前記床スラブＳ端部の壁に大きな開口１があり且つ構造部材が存在しない場合とに分けてそれぞれインピーダンス変化量ΔＬzを求める他、建物部Ｋに束柱２が存在する場合にはそれに伴うインピーダンス変化量ΔＬzをも求めてインピーダンス補正を行う。具体的には、束柱２がある場合とは、前記建物部Ｋ２のような場合である。また、上述の各場合における床スラブ端部の影響による周波数１８０Ｈｚでの衝撃インピーダンスレベルの上昇量は、図４に示すとおりである。
因みに、束柱２の存在による周波数１８０Ｈｚでの衝撃インピーダンスレベルの上昇量ΔＬfrは、前記数２の式（２）によって求めることができる。
［５］  固有振動数の影響によるインピーダンス補正を行う。これは、共振周波数測定結果、及び、床スラブ中央部分でのインピーダンスレベルの測定結果より、共振周波数を基準とした共振特性を求め、この結果より、図５に示すように、スラブ共振周波数が１／３オクターブバンド毎のインピーダンスレベル低下量ＺTを求めることができる。
［６］  前記［３］〜［５］の各補正によって、加振点毎の床衝撃音レベル（実態インピーダンスに相当）ＬZTを求める。
ＬZT＝ＬZ＋ΔＬZ＋ＺT
［７］  床スラブの有効放射面積Ｓeffを算出する。
［８］  コンクリートスラブの音響放射係数Ｌradを求める。
［９］  受音室の吸音力Ａを求める。
［１０］  騒音計の時定数（動特性Ｆａｓｔ）の補正を行う。具体的には、計算値を騒音計のＦａｓｔピーク読取り値に対応させるための補正値ΔＣを求める。
［１１］  以上の結果から、加振点毎の床衝撃音レベルＬHを数３の式（３）によって求める。但し、式中のＤは定数である。
【００２３】
【数３】
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【００２４】
［１２］  全加振点の平均床衝撃音レベルＬHを求める
［１３］  重量床衝撃音レベルの遮音等級ＬH値（又はＬH数）の算定を行う。
【００２５】
以上の手順によって床衝撃音レベルを求めることができるが、その結果、解析値と実測値との対比を行うと、図７に示すとおりである。そして、図６に示すように、従来に比べて著しい解析精度の向上が観られ、建物スラブ厚を、必要以上に大きく確保する必要が無くなり、無駄を省いた経済設計を実践することが可能となる。
【００２６】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２７】
〈１〉  本発明の床衝撃音レベル解析方法は、例えば、コンピュータを使用して、適切なＧＵＩ（グラフィック・ユーザ・インターフェース）を備えたソフトウェアによるデータ入出力と演算を併用すればより好ましい状態で実施することができる。勿論、筆算によって実施することも可能である。
〈２〉  解析対象建物部は、先の実施形態で説明した二種類の建物部の構成に限るものではなく、各種構造、各種平面の建物部に対応することが可能である。
また、束柱は、柱断面形状によって規定されるものではなく、例えば、正方形断面、矩形断面、円形断面、楕円形断面、その他、壁状の長方形断面等であってもよい。要するに、スラブの床衝撃音レベルに係わるインピーダンスに影響を与えるべく設置されているものを含めてここでは束柱という。
〈３〉  基本インピーダンスを求める手法や、各インピーダンス補正を行う手法は、先の実施形態で説明した方法に限るものではなく、広く公知の各種方法を使用することも可能である。要するに、解析対象建物部Ｋに束柱２が存在しない場合と、存在する場合とに分けて解析を行い、束柱２が存在する場合には、束柱２の存在によるインピーダンス変化量ΔＬfrをも加味してインピーダンス補正を行うことが重要である。また、その場合、束柱２の存在によるインピーダンス変化量ΔＬfrの求め方に関しては、前記数２の式（２）に限るものではない。
【００２８】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】解析対象建物部の一例を示す平面図
【図２】解析対象建物部の一例を示す平面図
【図３】床衝撃音レベル解析方法を示すフロー図
【図４】衝撃インピーダンスレベルの上昇量を示す図
【図５】スラブの固有振動の違いによる共振インピーダンスレベル特性比較図
【図６】床衝撃音レベルの比較図
【図７】床衝撃音レベルの予測と実測との比較図
【図８】床衝撃音レベルの予測と実測との比較図
【符号の説明】
【００３０】
１        開口
２        束柱
Ｋ        解析対象建物部
ＬH        床衝撃音レベル
ＬZ        基本インピーダンスレベル
ＬZT      実態インピーダンスレベル
ΔＬZ      スラブ端部の固定状況によるインピーダンスレベル変化量
ΔＬfr    束柱の存在によるインピーダンスレベル変化量
Ｓ        床スラブ
ＺT      スラブ固有振動数によるインピーダンスレベル変化量
【図１】
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【図２】
2005147853.tif 000007
【図３】
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【図４】
2005147853.tif 000009
【図５】
2005147853.tif 000010
【図６】
2005147853.tif 000011
【図７】
2005147853.tif 000012
【図８】
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